专利名称：用于表面安装式半导体器件的通用衬垫布置结构的制作方法
用于表面安装式半导体器件的通用衬垫布置结构 相关申请的交叉引用
本申请基于并要求2005年10月25日提交、申请号为60/729,985和2006 年10月23日提交、申请号为11/551,767的美国临时专利申请的优先权，这 两个申请的名称都是"UNIVERSAL PAD ARRANGEMENT FOR SURFACE MOUNTED SEMICONDUCTOR DEVICES"。这些申请的全部内容作为参考 而结合于此。
背景技术：
本发明涉及半导体器件的安装，并且更具体地涉及用于表面安装式半导 体器件管芯的通用触点结构(contactpattern)。
半导体器件管芯(die)承载具有特殊平面触点结构的管芯，例如在美国 专利6，624，522中描述的倒装芯片表面安装式管芯和国际整流器公司的 DirectFET⑧封装。因此对于MOSFET管芯，其具有平面的源极、栅极和漏 极触点，它们必须与终端用户或者消费者的电路板的相应触点对齐。其它管 芯包括二极管、IGBT等等。所述管芯上的触点结构在形状和数目上不同， 这取决于管芯尺寸和电流及电压的额定值。
DirectFET封装是一种通过降低封装的电阻和热阻来改善MOSFET性能 的表面安装式封装。DirectFET封装通过允许管芯与电路板之间直接相连这 样的设计来实现这样的功能，管芯和电路板之间的直接相连是通过芯片或管 芯上的可焊接衬垫和通过连接到由铜或其它传导材料制成的允许双面冷却 的漏极夹板(clip)的内部而实现的。DirectFET封装中的管芯是连接到铜夹 板的钝化管芯。当铜夹板提供到MOSFET漏极的电连接并允许顶侧冷却时， 管芯底部上的可焊接金属触点为被安装在上面且连接到电路板的MOSFET提供触点，例如栅极和源极触点。
通过每个终端用户/消费者来设计触点位置的电路板结构，以符合^P定 封装的触点结构。因此，电路板将会通过选定区域上的某些特定的类似矩形
或类似网纹结构的2、 3、 4、 5或任意其它数目的间隔式触点而被设计。
然后，终端用户必须生产具有与被安装的器件数目和结构相匹配的表面 触点结构的支撑板。结构和触点数目的不同增加了终端用户的制造过程。
发明内容
本发明的目的是提供用于表面安装式半导体器件管芯的通用触点结构。
根据本发明，电路板的触点结构或网纹结构被设计成匹配管芯上可焊接 接触衬垫的两个或多个可能结构，该管芯可能被终端用户选择以与电路板一 起使用。在管芯的制造过程中，位于非选择位置且不被终端用户使用的管芯 的可焊接接触衬垫可以通过焊接掩模而被绝缘。可选地，电路板触点结构中 的未使用触点可以被绝缘。
提供一种用于将多个表面安装式半导体器件封装连接到电路板的装置。 每个封装包括半导体器件管芯和金属夹板，该金属夹板包括具有底部表面的 平板(flatweb)部分和从所述平板部分延伸的至少一个外围边缘部分，所述 底部表面通过接触垫电连接到所述管芯的底部表面上的可焊接平面金属电 极，接触垫被形成在具有一列或多列和一行或多行的多个图案中。所述装置 包括电路板触点结构，其包括一列或多列触点和一行和多行触点，行的数目 与多个接触垫图案中的接触垫的行的最大数目相等，列的数目与多个接触垫 图案中的接触垫的列的最大数目相等。电路板触点结构适于多个半导体器件 封装的所有多个接触垫图案。
从参考相应附图对发明进行的下面描述中，将会很清楚本发明的其它特 征和优点。
图1是DirectFET⑧封装的侧视图2a-2b是具有第一图案的表面安装式封装的底部视图，所述第一图案 使用了一列接触垫和一行或多行接触垫；
图3a-3b是具有第二图案的表面安装式封装的底部视图，所述第二图案 使用了两列接触垫和一行或多行接触垫；
图4a-4d是具有第三图案的表面安装式封装的底部视图，所述第三图案
使用了两列或多列接触垫和两行或多行接触垫；以及
图5a-5b是用于连接表面安装式封装的本发明的电路板触点结构的局部 视图，所述表面安装式封装包括一列或多列接触垫和一行或多行的接触垫。
具体实施例方式
本发明提供了一种用于表面安装式半导体器件管芯的新型通用触点结 构，即印刷电路板上的改进结构，所述管芯是一类能够表面安装在公共支撑 表面或者具有用于表面安装在公共支撑表面的其他电极的管芯。
图1示出了被连接到电路板(未示出)表面的表面安装式半导体 DirectFET封装10的侧视图。半导体管芯的可焊接接触衬垫被布置在封装10 的底部表面上。可焊接接触衬垫的多种图案类型中的一些将会参考图2-4在 下面被示出。在本发明之前，在图案类型内的每个封装需要特定的电路板触 点结构来容纳封装的特定接触衬垫图案。参考图5a和5b描述的电路板通用 触点结构消除了该需求。
图2a和2b示出了具有第一图案类型的可焊接接触垫的表面安装式封装 的底视图。第一图案类型使用一列接触垫和一行或多行接触垫。图2a示出 了包括管芯12和金属夹板的封装10a。金属夹板包括具有底部表面的平板部 分14，以及至少一个外围边缘部分16，该外围边缘部分16从所述平板部分
的边缘延伸并电连接到管芯12顶部表面上的可焊接平面金属电极。外围边 缘部分16形成为触点中的一个，例如与电路板相连接的MOSFET漏极触点。 管芯12的底部表面具有可焊接平面金属电极或衬垫，其包括源极接触垫18 和栅极触点20a。图2b示出了与图2a中的封装10a类似的封装10b。除了 其中的接触垫20a，封装10b还进一步包括位于接触垫第二行中的第二、源极 触点20b。
图3a和3b示出了表面安装式封装30的底部视图，其包括第二图案类 型的可焊接接触垫。第二图案类型使用两列接触垫和一行或多行接触垫。图 3a示出了包括管芯12和金属夹板的封装30a。金属夹板包括具有底部表面 的平板部分14，以及至少一个外围边缘部分16，该外围边缘部分16从所述 平板部分14延伸并电连接到管芯12的顶部表面上的可焊接平面金属电极。 外围边缘部分16形成为与电路板相连的触点中的一个，例如MOSFET漏极 触点。底部表面承载可焊接平面金属电极，该可焊接平面金属电极包括栅极 接触垫18和源极电极或衬垫22a-22b。图3b示出了与图3a中的封装30a类 似的封装30b。除了接触垫22a和22b，封装30b还进一步地包括位于第二 行接触垫中的源极接触垫22c-22d。
图4a-4b示出了表面安装式封装40的底部视图，该表面安装式封装40 包括第三图案类型的可焊接接触垫。第三图案类型使用2到4列的电极或接 触垫和2到4行的电极或接触垫。图4a示出了包括管芯12和金属夹板的封 装40a。金属夹板包括具有底部表面的平板部分14，以及至少一个外围边缘 部分16，该外围边缘部分16从所述平板部分14延伸并电连接到管芯12的 顶部表面上的可焊接平面漏极金属电极。外围边缘部分16形成为与电路板 相连的触点中的一个，例如MOSFET漏极触点。底部表面经由栅极接触垫 18和源极电极24a-24d来容纳位于管芯12的底部表面上的可焊接平面金属 电极。封装40a的图案类型与图3b中封装30b的图案类型的不同之处在于，
它提供用于内含额外触点衬垫的额外空间15，如参考图4b和4d示出的那样。
图4b示出了与图4a的封装40a类似的封装40b。除了接触垫24a和24b， 封装40b进一步地还包括位于源极接触垫的第三行中的接触垫24e-24f。图 4c的封装40c包括另外两行接触垫24e-24h。另夕卜，相对于图4a的封装40a， 图4d的封装40d包括两行和两列额外的接触垫24e-24p。
应当理解的是，上面描述和所示出的接触垫图案类型作为例子来使用， 并不用于对本发明的范围进行限定。本发明可以很容易地容纳任意数量的其 他接触垫图案类型。
如上面所描述的，在本发明之前，每个表面安装式半导体器件封装都要 求特定的电路板触点结构以容纳特定的接触垫图案。这需要为每个使用不同 半导体器件封装的电路设计提供特定的电路板。根据本发明，通用触点结构 将会通过使用相同的电路板触点结构来容纳所有封装的接触垫图案。
根据本发明，表面安装式半导体器件封装的可焊接接触垫的许多不同图 案可以被用于表面安装式半导体器件封装的电路板的通用触点结构所容纳。 相应地，图5a示出了可被具有如图2a和2b所示的第一类型图案类型的封 装所使用的触点结构。触点结构50a包括触点180,例如栅极触点，和源极 触点200a和200b。这个触点结构50a分别容纳图2a和2b的封装10a和10b。
相似地，图5b示出了可被具有如在图4a和4d中所示的第三类型图案 类型的封装所使用的电路板触点结构。触点结构50b包括触点180，例如栅 极触点，和触点240a-240p。这个触点结构50b分别容纳图4a-4d的封装 40a-40d。
本发明的电路板触点结构使得终端用户不需要对电路板进行重新设计， 就能够对电路进行设计和修改以使用具有多个图案的表面触点的封装。电路 板的触点结构不需要匹配封装的接触垫的具体数目和结构，就能够容纳表面 安装式封装。 尽管结合其具体实施例对本发明进行了描述，本领域技术人员应当很清 楚的是，本发明还可以有许多其它的变形和改进和其它用途。因此，优选地， 本发明不仅限于这里公开的具体内容。
权利要求
1、一种用于将多个表面安装式半导体器件封装中的一个连接到电路板的装置，每个封装包括半导体器件管芯和金属夹板，该金属夹板包括具有底部表面的平板部分和至少一个从所述平板部分的边缘延伸的外围边缘部分，所述底部表面容纳位于所述管芯的底部表面上的间隔式可焊接平面金属衬垫，接触垫被形成在具有一列或多列和一行或多行的多个不同图案中，所述装置包括电路板触点结构，该电路板触点结构包括一列或多列触点和一行或多行触点，行的数目与多个接触垫图案中的接触垫的行的最大数目相等，列的数目与所述多个接触垫图案中的接触垫的列的最大数目相等，其中所述电路板触点结构适用于所述多个半导体器件封装的所有多个接触垫图案。
2、 根据权利要求1所述的装置，其中所述多个半导体器件封装中的每 一个进一步包括具有特定宽度和长度参数的管芯。
3、 根据权利要求1所述的装置，其中所述多个半导体器件封装中的每 一个进一步包括具有特定形状的接触垫。
4、 根据权利要求1所述的装置，其中所述多个半导体器件封装中的每一个包括不同图案和数目的接触垫。
5、 根据权利要求1所述的装置，其中所述多个半导体器件封装中的每 一个包括第一接触垫和一个或多个第二接触垫，所述一个或多个第二接触垫 被形成在行和列中。
6、 根据权利要求5所述的装置，其中所述行的数目在1到4的范围内。
7、 根据权利要求5所述的装置，其中所述列的数目在1到4的范围内。
8、 一种用于将包括具有接触垫的半导体器件管芯的表面安装式半导体 器件封装连接到电路板的装置，所述接触垫具有包括一列或多列和一行或多 行的多个图案，所述装置包括电路板触点结构，该电路板触点结构包括与所述多个图案中的接触垫的 最大列数相等的列数和与所述多个图案中的接触垫的最大行数相等的行数， 其中所述电路板触点结构容纳所有的半导体器件封装。
9、 一种用于将包括具有接触垫的半导体器件管芯的表面安装式半导体 器件封装连接到电路板的装置，所述接触垫具有一个或多个图案，所述装置 包括电路板触点结构，该电路板触点结构能容纳所述半导体器件封装的接触 垫的一个或多个图案。
全文摘要
提供一种用于将多个表面安装式半导体器件封装连接到电路板的装置。每个封装包括半导体器件管芯和金属夹板，该金属夹板包括具有底部表面的平板部分和至少一个从所述平板部分的边缘延伸的外围边缘部分，所述底部表面在其底部表面上具有可焊接平面金属电极或衬垫，接触垫被形成在具有一列或多列和一行或多行的多个图案中。所述装置包括电路板触点结构，其包括一列或多列触点和一行或多行触点，行的数目与多个接触垫图案中的接触垫的行的最大数目相等，列的数目与多个接触垫图案中的接触垫的列的最大数目相等。电路板触点结构可用于多个半导体器件封装的所有多个接触垫图案。
文档编号H01L23/495GK101346816SQ200680049128
公开日2009年1月14日 申请日期2006年10月24日 优先权日2005年10月25日
发明者A·N·萨吾列, M·施坦丁 申请人:国际整流器公司